viernes, 6 de febrero de 2015

La vida del motor

La vida del motor es uno de los parámetros más importantes para una compañía aérea. El poder operar con regímenes de motor reducidos representa mucho dinero al final del año. Ocurre lo contrario en el caso de los motores de competición, como la Formula 1. En teoría el mejor motor de competición es aquel que se rompe nada más cruzar la meta. Ello supone que el motor ha dado el máximo posible. Hoy en día, esto que suena tan dramático, no ocurre porque también se tiene en cuenta el dinero en la competición de F1, pero los márgenes con los que se opera en competición no tienen nada que ver con los márgenes que se utilizan en la aviación comercial.

Debajo se puede ver un gráfico que compara la vida de los motores de competición con la de los motores de la aviación comercial. Como se aprecia, los márgenes son muy diferentes. En la aviación comercial priva la seguridad (de que no se va a producir un fallo de motor) y luego la economía.





La potencia del motor depende de muchos factores, entre los más importantes están los atmosféricos, como presión, humedad, temperatura, etc. Una pérdida de potencia significativa también depende del sangrado de aire. Estos factores y el hecho de que no existen dos motores idénticos debido a la producción industrial misma, hace que la potencia varíe.

En general se puede decir que los fabricantes de motores para un mismo modelo de avión, producen el mismo motor con diferentes potencias (para dar diferentes opciones al operador). Es algo parecido a como se obtienen los microprocesadores en electrónica. Básicamente se diseña un prototipo y se prueba luego en banco lo que aguanta. Simplemente por diferencias en la producción pueden salir microprocesadores con más potencia de cálculo que otros. 

Las diferencias en rendimiento pueden hacer muy bien que su comercialización se realice con diferentes nombres. Después se catalogan como series distintas y se tienen distintos modelos. Con la producción de motores ocurre algo similar. Este tipo de producción también es representable con la función de distribución gaussiana.




Lo que realmente importa aquí es entender el hecho de que la mayor potencia también desgasta más el motor.

En aviación comercial el margen que asegura una vida más larga al motor es mayor que en el mundo de las carreras de coches. En el gráfico se puede ver claramente. La potencia del motor está limitada por lo general por las altas temperaturas generadas en la salida de la cámara de combustión. Los gases en este punto impactan con las llamadas NGV’s (Nozzle Guidance Vanes) que son unos alabes fijos que redireccionan el flujo de gases para que impacten con el Angulo apropiado y mayor aceleración en la primera etapa de la turbina de lata presión.



Si la temperatura de los gases es muy alta podría derretir literalmente estas piezas.



Esta es básicamente la causa por la cual se limita la potencia de los motores de reacción. En el gráfico inferior se puede ver lo que se llama un motor “flat rated “esto es, un motor al que se le ha limitado la potencia (potencia constante) cuando las temperaturas son bajas y se le disminuye la potencia cuando aumentan las temperaturas. La línea horizontal “flat” significa que el motor está limitado por las presiones internas, inercia de sus componentes, sobre velocidad, etc., pero no por temperatura. Los efectos de la temperatura se empiezan a notar por lo general cuando esta es 15 grados mayor que la temperatura ambiente en condiciones ISA. Es por ello que la línea de potencia se reduce constantemente a medida que la temperatura aumenta.




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